(57)【要約】      （修正有）【課題】水銀の定量封入が確実に行えるとともに製造が容易で、ランプの始動特性の低下が少ない蛍光ランプの製造方法。【解決手段】本発明は、電極が設けられたガラスバルブ１に連通する排気管２と、この排気管２の途中に形成される縮径部３と、この縮径部３に係止する水銀放出構体４とを有する蛍光ランプＬの製造方法において、排気管２を通じてガラスバルブ１を排気する工程と、排気後バルブ内に希ガスを封入する工程と、水銀放出構体４を加熱し、水銀蒸気をガラスバルブ１内に封入する工程と、排気管２を水銀放出構体４を含んで封止切り除去する工程とを具備する蛍光ランプＬの製造方法である。この製造方法によれば、水銀の定量封入が確実に行えるとともに製造が容易であり、かつ水銀蒸気を吸収するような水銀放出構体４がバルブ１に連通した状態で存在することもないので長期間蛍光ランプＬを消灯状態にしても始動特性が低下しない。【選択図】図２
2007066672.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電極が設けられたガラスバルブに連通する排気管を通じてガラスバルブを排気する工程と；
排気後バルブ内に希ガスを封入する工程と；
排気管の途中に形成された縮径部に水銀放出構体を係止させる工程と；
水銀放出構体を加熱し、水銀蒸気をガラスバルブ内に封入する工程と；
排気管を封止切り、排気管の少なくとも縮径部よりも排気側の部分を水銀放出構体が収容された状態で除去する工程と；
を具備していることを特徴とする蛍光ランプの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、水銀放出構体を加熱し、水銀蒸気をガラスバルブ内に封入する蛍光ランプの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
蛍光ランプは、管形ガラスバルブ内に放電媒体として水銀及びアルゴン等の希ガスを封入して、放電によって発生する水銀原子の発光スペクトルの内、主に２５４ｎｍ、１８５ｎｍなどの紫外線を蛍光体の励起源として利用して発光の主役をなさしめている光源である。蛍光ランプには、一部希ガスのみを封入したランプもあるが、高効率を得るランプとしては、水銀蒸気は必須のものである。
【０００３】
この蛍光ランプの製造に際しバルブ内に水銀を封入する方法としては、液状の水銀をバルブ端部に接続した排気管を通じ送り込むのが一般的であるが、液状のため水銀が封入装置や排気管などの封入経路の内壁に付着したり、高温で排気中のバルブ内から蒸発するなどして封入量が不足したりばらつきが大きくなるので定量封入が困難であった。このため、従来の水銀封入工程では損失を見込んで過剰の水銀を供給するようにしていたが、水銀は環境保全のために必要最小限にすることが好ましい。そこで、所定量秤量された水銀の表面を化学的に安定な粉末で被覆した後封入するなどの方法が検討されたが、水銀を数ｍｇのオーダーで秤量するのは困難であるため量産化には至らなかった。
【０００４】
また、水銀と亜鉛等の水銀合金ペレットを封入する方法、水銀とチタン等とを合金化して封入する方法、水銀をアルミナ等からなる多孔質状ペレットに含浸して封入する方法や水銀をガラスカプセルに収容して封入する方法等が知られている。そして、これらの方法によれば水銀を滴下する方法よりは定量封入ができる。中でも取扱いが容易であって、コストも安価な水銀−亜鉛合金からなる粒状ペレットを用いて定量封入する方法が一般的に用いられている。
【０００５】
粒状の水銀合金ペレットをバルブ内に封入する場合には、バルブやステム面等に積極的に固定する場合もあるが、固定には格別な設備や工程を必要とし、生産コストが高くなってしまう。そこで、現在では水銀合金ペレットはバルブ内面を移動可能なように封入している。水銀合金ペレットはバルブ内面に自重で接触しているが、バルブに振動や衝撃等が加わったときにバルブ内面の蛍光体膜に筋状またはピンホール状の傷を付けたり、異音を発したりするおそれがある。あるいはバルブ内面に留まった水銀合金ペレットの影が外部から暗点となって見え、ランプの外観が悪く品質が低下していると見られることがあった。
【０００６】
そこで、粒状の水銀合金ペレットをバルブ端部にある細管（排気管）内に封入しておき、この細管（排気管）のバルブ内に連通する側を縮径して排気経路を確保し、水銀蒸気は通すが水銀合金ペレットなどの固体部分を通さないようにした蛍光ランプが知られている（特許文献１参照）。この蛍光ランプは、水銀合金ペレットがバルブ内へ侵入していくことがなく、蛍光体膜を損傷するようなことがない。さらに、この蛍光ランプは水銀合金ペレットを細管中間の縮径部と先端の溶封部とに当接して固定しているので、細管（排気管）内において水銀合金ペレットが移動して異音を発することがない。
【特許文献１】特開平１０−１０６４８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１に示されたものでは、水銀合金ペレットを細管に固定するのに特別の固定構造を必要とし、しかも固定精度が悪いと水銀合金ペレットが細管内を移動してしまうという不具合があった。また、水銀合金ペレットは、水銀蒸気を放出した後に、長期間消灯状態が続いた場合、バルブ内の水銀蒸気を吸収するように作用するので、バルブ内の蒸気圧が過度に低下して水銀蒸気が枯渇状態となることがあった。このような状況で蛍光ランプを始動すると、バルブ温度が上昇して水銀合金ペレットから水銀蒸気が再び放出されてバルブ内が所定の蒸気圧に上昇するまでの間、薄暗い状態で点灯することになるので好ましくない。
【０００８】
本発明は、水銀放出構体の特別な固定構造を不要とし、水銀の定量封入が確実に行えるとともに製造が容易で、長期間蛍光ランプを消灯状態にしても始動特性が低下することのない蛍光ランプの製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の蛍光ランプの製造方法は、電極が設けられたガラスバルブに連通する排気管を通じてガラスバルブを排気する工程と；排気後バルブ内に希ガスを封入する工程と；排気管の途中に形成された縮径部に水銀放出構体を係止させる工程と；水銀放出構体を加熱し、水銀蒸気をガラスバルブ内に封入する工程と；排気管を封止切り、排気管の少なくとも縮径部よりも排気側の部分を水銀放出構体が収容された状態で除去する工程と；を具備していることを特徴とする。
【００１０】
各発明において、特に指定しない限り用語の定義及び技術的意味は次による。
【００１１】
排気管の途中に形成される縮径部は、予め形成されていても、また製造工程中に形成してもよい。
【００１２】
水銀蒸気をガラスバルブ内に封入するための水銀放出構体の加熱は、特別に水銀放出構体の加熱手段を設けてもよいが、特別な加熱工程を設けることなく、製造工程中のガラスバルブの曲成時の加熱若しくはバルブ内排気時の加熱などの余熱又は双方の余熱を用いるようにしてもよい。
【００１３】
本発明の製造方法が適用されるランプとしては、バルブ表面に蛍光体被膜が形成された蛍光ランプが適しているが、こうした被膜が形成されていない紫外線放射ランプなどのガラスバルブ内に水銀を封入する場合にも適用できる。
【００１４】
なお、本発明が適用される蛍光ランプとしては、一般の蛍光ランプに限らず、ガラスバルブ面と蛍光体膜との間にアルミナ等の保護膜や透明導電膜を形成した他の蛍光ランプであってもよい。さらに、電極はフィラメントコイルなどの熱陰極に限らず、冷陰極であってもよく、配設位置もバルブの内部、外部を問わない。
【００１５】
また、ガラスバルブは、直管形は勿論、環形に曲成したもの、Ｕ字形、Ｗ字形、ＷＵ字形等曲成したものや複数本の直管状バルブをつないだ、いわゆるコンパクト形であってもよい。
【００１６】
さらに、水銀放出構体の材料としては、水銀（Ｈｇ）は勿論必要であるが、水銀合金、アルミナ等のセラミックスからなる多孔質状ペレットやガラスカプセル等の加熱によって水銀蒸気が放出可能なものが適用される。水銀合金に適用される金属としては、亜鉛（Ｚｎ）が最も適しているが、この他にスズ（Ｓｎ）、ビスマス（Ｂｉ）、インジウム（Ｉｎ）、鉛（Ｐｂ）、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）などの金属またはこれらを少なくとも２種組合せた合金であってもよい。また、この粒状の水銀放出構体の大きさは、排気管内部を通過できて縮径部で係止可能な大きさであればよく、その封入量も品種、要求特性等に応じて適宜決めればよく、１本のランプに封入する構体の個数も１個に限らず複数個であってもよい。
【発明の効果】
【００１７】
請求項１の発明によれば、水銀放出構体の特別な固定構造を不要とし、水銀の定量封入が確実に行えるとともに製造が容易であり、かつ水銀蒸気を吸収するような水銀放出構体がバルブに連通した状態で存在することもないので長期間蛍光ランプを消灯状態にしても始動特性が低下しない蛍光ランプを製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明の蛍光ランプの製造方法及び照明装置を図を参照して説明する。図１乃至図３は本発明の蛍光ランプの製造工程を示す説明図である。なお、図中の（ａ）〜（ｇ）は、アルファベットの順序が製造工程の順序であることを示す。また、これらの図中、同一又は相当部分には同一符号を付し、重複した説明の記載は省略する。
【００１９】
図１の（ａ）は、両端部にステムが封着された直管状のガラスバルブ１がベンディングマシンのヘッド１０に細管（排気管）２を介し気密に接続され、垂直に吊下した状態を示す。なお、このとき、他方の細管は既に溶封などして閉塞してあり、排気管としては用いない。
【００２０】
図１の（ｂ）は、直管状のガラスバルブ１全体が加熱され、軟化した状態で円形ドラム１１に巻付けられ、環形に曲成される工程を示す。
【００２１】
図２の（ｃ）は、環形に曲成されたバルブ１内の吸着ガスの離脱（ベーキング）のために加熱しながら内部を排気管２を介し図示しない真空ポンプで排気する工程を示す。
【００２２】
図２の（ｄ）は、排気管２の途中部分をガスバーナ１２で加熱し、縮径部３を形成する工程を示す。この加熱は、強すぎると排気管２を閉塞してしまうので注意を要する。なお、排気管２に予め縮径部３が形成してある場合は、この工程は不要である。
【００２３】
図２の（ｅ）は要部を拡大して示す一部断面図であり、排気管２を通じて希ガス及び水銀放出構体４の封入を行う工程で、水銀放出構体４は絞られた上記縮径部３に係止される。このとき、水銀放出構体４はバルブ１の加熱、排気管２の加熱など、製造工程中の加熱による余熱を受け加熱される結果、水銀放出構体４から水銀蒸気が放出され、水銀蒸気がバルブ１内に導入される。なお、水銀放出構体４は予めヘッド１０に収容されており、水銀放出構体４が自由落下により排気管２内に放出された後は水銀蒸気が通流してこないようにヘッド１０は閉塞されている。
【００２４】
図３の（ｆ）は、ガスバーナ１２で排気管２を溶融して封止切り（チッピング）する工程である。この場合、封止切りする位置は、縮径部３よりもバルブ１側（非排気側）である。これにより封止切りし、除去される部分は、縮径部３よりも排気側（ヘッド１０側）の水銀放出構体４を含んだ排気管２の部分となる。
【００２５】
図３の（ｇ）は、上記工程を経て封止部間に口金５が取付けられ環形蛍光ランプＬを示し、この後、エージング工程や検査工程を経て完成する。
【００２６】
水銀放出構体４は、例えば亜鉛（Ｚｎ）−水銀（Ｈｇ）合金からなる表面が多数の凹凸を有する多面体をなしている。そして、このランプＬ完成後の水銀放出構体４は、亜鉛Ｚｎを主成分とするものであって、水銀放出前は粒状をなす水銀との合金（水銀（Ｈｇ）濃度５０〜６０質量％で過剰溶融したもので、この合金自体は知られている。）を形成しているが、ランプ製造過程での加熱により殆どの水銀Ｈｇが放出され、僅かの水銀（Ｈｇ）を含んだ亜鉛（Ｚｎ）−水銀（Ｈｇ）合金だけが残留しているものである。
【００２７】
したがって、封止切り除去される排気管２部分に含まれる水銀放出構体４は、この残留物となる。
【００２８】
また、バルブ１の内面には３波長発光形の希土類蛍光体や連続波長発光形のハロリン酸塩蛍光体等を塗布した蛍光体膜が形成してあり、バルブ１内には放電媒体として水銀（Ｈｇ）およびアルゴン（Ａｒ）、クリプトン（Ｋｒ）、キセノン（Ｘｅ）等の希ガスが単独又は混合して２５０〜３６０Ｐａ（パスカル）封入されている。
【００２９】
なお、この実施の形態によれば、水銀放出構体４の加熱は、ランプ製造過程での加熱によりなされるので、水銀蒸気放出のためのみの特別の加熱工程を必要とせず、製造効率を低下させることがない。勿論、本発明においては、ランプ製造過程での加熱だけでは水銀放出構体４の加熱不足が生じる場合には、特別に加熱工程を設けることを妨げるものではない。
【００３０】
次に、他の実施の形態について図４を参照して説明する。図４は、上記図２の（ｅ）に対応する要部の拡大図である。本実施の形態では、排気管２の縮径部３をバルブ１近傍に形成し、水銀放出構体４の係止位置をバルブ１に近づけたものである。この場合は、水銀放出構体４の加熱に際し、バルブ１からの余熱を十分影響させることができる可能性が高まる。しかし、本発明においては、縮径部３延いては水銀放出構体４の係止位置は、排気管２の途中であればよく、位置的に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】（ａ）および（ｂ）は、本発明の実施形態として環形蛍光ランプの製造工程のうちバルブ曲成工程を示す説明図である。
【図２】（ｃ）〜（ｅ）は、図１と同様の製造工程のうち、排気工程を示す説明図である。
【図３】（ｆ）および（ｇ）は、図１と同様の製造工程のうち、封止工程を示す説明図である。
【図４】本発明の他の実施形態を示し、図２（ｅ）に対応する要部拡大一部断面図である。
【符号の説明】
【００３２】
Ｌ：蛍光ランプ（環形蛍光ランプ）
Ｄ：照明装置（照明器具）
１：ガラスバルブ
２：排気管
３：縮径部
４：水銀放出構体
【図１】
2007066672.tif 000003
【図２】
2007066672.tif 000004
【図３】
2007066672.tif 000005
【図４】
2007066672.tif 000006